美軍利用3D打印人造顱骨開發新型軍用頭盔襯墊

　　美國陸軍頭盔為彈道武器提供最有名的防御，但沒人知道這些頭盔能夠承受多大的戰斗沖擊波。美陸軍研究實驗室科學家正使用不同的方式，來研究沖擊波對士兵顱骨內部、表層和外部的影響，其中一種方式就是3D打印。

　　在戰場上，高階炸藥如C4或TNT產生出超壓沖擊波，可對大腦造成嚴重損害。

　　為探索這種沖擊波如何，以及在何種程度上引起腦損傷，并且需要作出何種措施來使陸軍頭盔除了保護頭部之外，還要保護大腦，美陸軍研究實驗室研究人員正在創建人造顱骨，這種顱骨外觀和行為像是20、30年的老士兵頭骨。這些人造顱骨將在實驗室實驗中進行測試，模擬實戰爆炸事件，以開發新的軍用頭盔襯墊、外殼和其他防護設備模型。

　　使用3D打印技術，美陸軍研究實驗室研究人員正在使用合成材料開發類顱骨。研究人員已使用CT掃描圖像來獲取右側顱骨幾何形狀和結構，并使用這些圖像和3D打印技術生產類骨替代物模型，這些模型將用于在模擬爆炸和沖擊條件下測試新的頭盔襯墊材料。

　　ARL材料工程師托馬斯·普萊斯特德博士表示，“人類顱骨的機械性能隨著年齡而變化，取決于個人健康。捐助的可用于測試的顱骨通常來自年長的人，這些顱骨的性能會有很大變化，可能沒有與陸軍士兵平均顱骨相同的反應。”

　　此項研究的目標是確定襯墊和頭盔外殼材料如何來保護頭部免受傷害。

　　普萊斯特德表示，“我們正在對頭部和頭盔影響進行計算機模型化，以了解如何調整襯墊性能可降低頭盔周圍區域各種影響的加速蔓延。接下來，這些屬性被設計到材料中，并在實驗室中進行測試，以驗證我們在計算機模型中看到的東西。這項研究深入洞察了最優材料結構和實現增加的能量吸收的材料組合，并且穿著舒適。”

　　今年早些時候，ARL通過高擊中比率，對人造骨骼基礎材料進行了測試，對采用相同技術測試的人類骨骼斷裂屬性進行比較。他們得出結論，人類骨骼與人造骨骼旗鼓相當。

　　普萊斯特德表示，“我們下一步就是要確定我們可用3D打印實現的分辨率限制，以及這種分辨率如何捕獲到我們尋求的性能。”

　　他表示希望在2014年秋季開始3D打印人造骨骼。

　　截止目前，美陸軍已經將3D打印廣泛用于打印彈頭組裝研究、衣服和可穿戴傳感器，以及3D打印食物，3D打印生物機幫助受傷的士兵恢復。